[發明專利]一種高溫超導帶材沖擊恢復特性測試方法及系統

在審

• 申請號: 202011394576.2
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112557974A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 黑穎頓;周興梅;陳偉;錢國超
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12;G01D21/02
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請屬于高溫超導帶材特性研究技術領域，尤其涉及一種高溫超導帶材沖擊恢復特性測試方法及系統。本申請提供的高溫超導帶材沖擊恢復特性測試方法和系統，本申請通過設置延時繼電器的延遲時間，使恒流穩流源輸出的小電流在沖擊電流源的沖擊電流變為0后再流過高溫超導帶材的樣品，既不影響高溫超導帶材在沖擊過程中的特性，又能在沖擊結束立即測試其恢復過程中的電壓、電流等參量的變化情況，實現高溫超導帶材的沖擊特性與恢復特性同步精確測量。本申請的方法可根據恢復過程中測得的電壓變化曲線來分析高溫超導帶材沖擊恢復特性；又通過高溫超導帶材的表面溫度來輔助分析，增加了恢復特性測試的準確性。

技術領域

本申請涉及高溫超導帶材特性研究技術領域，尤其涉及一種高溫超導帶材沖擊恢復特性測試方法及系統。

背景技術

目前，由于超導材料的一部分優異物理特性，使其在電網電力行業的應用日趨廣泛。尤其在電力傳輸方面，超導材料更是成為行業內研究人員爭相角逐的熱門。為了更好地利用超導材料的優異性能，以提升電網運輸的效率和穩定性，需要對超導材料進行更為深入的特性研究。

譬如，在輸電領域，柔性直流輸電技術相比傳統輸電技術，顯示出更加靈活、環保和經濟的優勢，勢將成為未來可再生能源大規模接入和大范圍互聯的重要技術手段。但是，柔性直流電網阻尼很低，電流在故障初期的上升率會遠大于交流系統，現有斷路器對于故障的切斷與清除需要一定的作用時間。因此，直流系統中的超導限流器、超導電機以及超導電纜等超導電力設備在電網故障時容易承受較大電流的沖擊。

高溫超導帶材是超導電力設備的核心部分，高溫超導帶材的承受大電流沖擊與恢復的能力在一定程度上決定了超導電力設備的性能。在高溫超導帶材的沖擊及恢復過程中，其電流、磁場、溫度以及電阻率等多種電、磁、熱物理參量呈現非線性動態變化。目前國內外對高溫超導帶材的沖擊特性研究較多，但對于其恢復特性研究尚未深入。現有的高溫超導帶材沖擊恢復特性測試技術通常只對超導帶材在恢復過程中的溫度變化進行測量，但超導帶材在失超恢復過程中的溫度變化存在時間遲滯，因此測得的結果并不十分準確。

亟待一種精確的超導帶材沖擊恢復特性測量方法，填補恢復特性研究方面的空白。

發明內容

本申請提供了一種高溫超導帶材沖擊恢復特性測試方法及系統，以解決目前缺乏一種精確的超導帶材沖擊恢復特性測量方法和系統的問題。

本申請采用的技術方案如下：

本申請的第一方面，提供一種高溫超導帶材沖擊恢復特性測試方法，包括以下步驟：

將待測高溫超導帶材的樣品置于裝有液氮的低溫杜瓦中，兩端接沖擊電流源，再將恒流穩流源與延時繼電器串聯后接在樣品的兩端，在樣品兩端連接示波器，在沖擊電流源的電流回路中設置第一電流夾子，在恒流穩流源的電流回路中設置第二電流夾子，在樣品的表面設置溫度傳感器；

設置延時繼電器的延遲時間，使恒流穩流源輸出的小電流在沖擊電流源的沖擊電流變為0后再流過樣品；

通過示波器測量樣品兩端的電壓，得到樣品兩端的電壓數據，通過第一電流夾子測量沖擊電流，通過第二電流夾子測量小電流，通過溫度傳感器測量樣品的溫度數據；

通過溫度采集設備采集溫度傳感器測量的溫度數據；

記錄并分析所述電壓數據、所述沖擊電流數據、所述小電流數據以及所述溫度數據。

可選的，所述待測高溫超導帶材為釔鋇銅氧化物高溫超導帶材。

可選的，所述沖擊電流源的沖擊電流為高溫超導帶材臨界電流以上至2000A范圍的電流，所述小電流為不超過5A的小電流。

可選的，所述液氮的低溫杜瓦可在無外來熱源情況下維持1個大氣壓下77K的低溫。

可選的，所述沖擊電流源和恒流穩流源并聯接入樣品得到兩端，并先后向樣品通電。